钛合金是什么材料?
钛合金是一种复合金属材料。钛合金是一种复合金属材料。它的主要基本成分是钛,再加入一些其他元素,然后化合。结合的材料是钛合金,所以称为复合金属材料。但加入一些其他元素后,成品钛合金以银灰色和银白色为主。
钛合金材料的应用
钛合金材料也用在我们平时开的车上。比如我们看到的一些重型车辆,包括一些赛车,也使用钛合金材料。但汽车使用钛合金材料后,可以有效降低油耗,甚至可以有效控制车辆产生的尾气排放。钛合金在航空航天领域的使用比例其实很高,60%的钛合金材料都用在了航空航天领域。
钛金属是什么材料?
钛合金是一种复合金属材料。钛合金是一种复合金属材料。它的主要基本成分是钛,再加入一些其他元素,然后化合。结合的材料是钛合金,所以称为复合金属材料。但加入一些其他元素后,成品钛合金以银灰色和银白色为主。
钛合金材料的应用
钛合金材料也用在我们平时开的车上。比如我们看到的一些重型车辆,包括一些赛车,也使用钛合金材料。但汽车使用钛合金材料后,可以有效降低油耗,甚至可以有效控制车辆产生的尾气排放。钛合金在航空航天领域的使用比例其实很高,60%的钛合金材料都用在了航空航天领域。
技校都有什么专业?现在学什么专业好?
一、最热门的专业: 1、计算机类专业:该专业需求档次逐渐拉开。计算机层次相对较高的岗位,例如项目研究人员,能够胜任的人选依然不多,研究生还需要一定时间的历练。 2、法律类专业:近年来,法律硕士报考人数增长迅猛。司法、立法、执法都需要高层次应用型人才,本科生不能完全满足新形势的需要。而法律硕士有非法律专业的背景,可以解决复合型人才的需求和跨学科的问题。 3、通信类专业:国内通信行业发展迅速以及国外相关企业进入中国市场,人才就业前景广阔。除传统的电台和电视台之外,通讯公司等企业也是吸纳毕业生的“大户”。 4、财会金融类专业:目前我国金融类人才中缺乏能够充当“领军人物”的高级管理人才;精通外语、法律及计算机的复合型人才;有国际金融经营理念和从业经验的金融服务人才。财会金融专业的研究生正是这几类人才的后备军。 二、现在最热门的领域如果是指职业的话,我认为就是电信、电力、烟草、金融(银行、保险、证券等)、政府要害部门(如税务、国土、工商等)、高校等垄断、高薪单位。 三、未来十大热门职业薪情 1.理财规划师 理由:资料显示,预计2006年中国个人理财市场将增长到570亿美元,并且以每年10%至20%的速度增长。目前,一方面社会对金融理财的需求非常急迫,市场需求潜力巨大;另一方面,理财产品明显捉襟见肘。理财师,尤其是能够为客户提供全方位的专业理财建议,通过不断调整存款、股票、债券、基金、保险、动产、不动产等各种金融产品组成的投资组合,设计合理的税务规划,满足居民长期的生活目标和财务目标的人才,更是难求。 专家预计,我国理财规划师的缺口为20万人。未来5到10年,理财规划师将成为国内最具有吸引力的职业。有专家认为,国内理财规划师的年薪应该在10万到100万元人民币之间。 2.系统集成工程师 理由:“十五”期间是我国电子信息产业发展的关键时期,预计电子信息产业仍将以高于经济增速两倍左右的速度快速发展,产业前景十分广阔。目前,信息技术支持人才需求中排除技术故障、设备和顾客服务、硬件和软件安装以及配置更新和系统操作、监视与维修等四类人才最为短缺。此外,电子商务和互动媒体、数据库开发和软件工程方面的需求量也非常大。从总体上看,IT人才的需求每年将增加100万。 专家估计,国内系统集成工程师年收入将在10万至20万元。未来网络专才尤其是网络游戏业人员的薪酬将会达到10万元至12万元人民币。 3.律师 理由:律师一直是我国近年来比较热门的职业。未来几年也仍将是受追捧的热门职业之一。据不完全统计,目前我国取得律师资格的专职律师还不到2万人,平均每10万人口只有两名律师,而聘请律师的企业也只占全部企业的千分之几,无论是数量还是质量都远远不能适应社会的需求。而目前,我国律师队伍中高层次、高技能、复合型人才短缺,从事国际性律师业务的专门知识和服务经验不足,在涉外法律服务市场的竞争力较弱。律师的年收入在10万到80万元人民币之间。 4.物流师 理由:物流业是当代经济发展的热点,涵盖了国民经济中的海陆空交通、运输、仓储、采购、供应、配送、流通加工、信息、第三方物流、连锁销售、制造业以及与物流相关的众多行业。目前,我国物流人才供不应求。物流从业人员当中拥有大学学历以上的仅占21%。许多物流部门的管理人员是半路出家,很少受过专业的培训。据初步估算,我国物流人才需求量为600余万人。结合国外的情况看,未来几年我国物流师中、高层管理人员的年薪将达到15万到40万元人民币左右。 5.注册会计师 理由:目前,我国共有注册会计师7万多名。而根据中国经济高速发展的需要,至少急需35万名注册会计师。就是在已具备从业资格的7万多名注册会计师中,被国际认可的不足15%。巨大的需求缺口,使注册会计师成为未来几年我国炙手可热的人才。有关人士称,每年进入包括德勤、毕博在内的四大会计师事务所的应届毕业生月薪大都在五六千元,再加上每年丰厚的奖金,年收入会超过10万元人民币。中高层管理人员的年薪则在20万到50万元人民币之间。 6.营销师 理由:营销师是指从事市场分析与开发研究,为企业生产经营决策提供咨询,并进行产品宣传促销的人员。由于我国市场经济不断完善,市场营销已经渗入到各种各样的企业,人们对市场营销的观念也将有更深的认识,所以对这方面人才的需求将继续看好,并有继续升温的可能。目前,最为人们所知的是房地产营销师、汽车营销师和保险营销师。薪酬因行业等外在因素不同而不同。 7.环境工程师 理由:城市快速扩张、市政建设的更高要求和房地产建设的飞速发展,使得我国环境工程师的需求大大增加。有关资料显示,目前我国环保产业的从业人员仅有13万余人,其中技术人员8万余人。按照国际通行的惯例计算,我国在环境工程师方面的缺口在42万人。随着国内房地产行业的发展,目前国内园林设计师、景观设计师的月薪都在七八千元左右。据预测,年收入应在8万元至10万元人民币。 8.精算师 理由:精算师是经过金融保险监管部门认可其从业资格的个人。凡是需要处理风险的领域,精算师都能发挥作用。与会计师、律师和医生等职业相比,精算师是一项人数不多、专业性更强的职业。据预测,到2010年,中国将会至少有60家国内保险公司和20家含外资的保险公司。而目前精算师的数量还远不能满足中国保险业的发展需要。业内人士称,我国被世界保险界认可的精算师不足10人,“准精算师”40多人,在目前国内人才市场上,精算师可谓凤毛麟角。目前,精算师在国外的平均年薪达10万美元,国内目前月薪也在1万元人民币以上。据预测,几年后其收入应在12万元至15万元人民币。 9.医药销售中西医师 理由:全球现代医药技术产业继续呈高速增长态势,现代生物技术产业已经成为医药产业新的国际竞争焦点。同时,人口的老龄化和人们生活的日益富裕,使医疗卫生成为21世纪初最赚钱的职业之一。有专家指出,不仅是医生和护士,营养学家、家庭护士、维生素制造商、按摩师和针灸师都将成为热门职业。目前的医药行业月薪水平在三到五千元人民币,预计4年之后会有一个更好的薪金水平。据预测,年收入至少应在6万元人民币左右。 10.管理咨询师 理由:管理咨询师针对企业运用管理学的原理,进行从战略策划到战术运用的系列顾问活动,包括对企业CIS、人力资源、流程再造、组织结构设计、营销等方面进行策划并指导实施。专家指出,我国目前管理咨询专业人才严重短缺。在未来10年中,我国管理咨询业的需求将以每年10倍的速度增加,到2010年中国管理咨询行业的有效需求总额将达到100亿美元。管理咨询师年薪大约在10万到60万元人民币不等0
昆明理工大学怎么样啊
在云南算是差不多的学校吧,虽然不是985,211的学校,但是个人感觉理工科的专业都还挺厉害的。相较于云南大学和昆明理工大,我可能还是会选择昆明理工大。学校的后勤和管理人员,说真的可以再改进一下。个人觉得管理人员对学生并不是很上心,有的时候给老师发消息或者什么的,他都不会理你。冶金专业和采矿专业,在全国都是能数的上的。但是一听这活儿以后就要去工厂,所以很累。但是轻化工程专业就比较冷门儿啦,而且这个专业不好转去别的专业找工作,而且刚开始找到工作的时候,对口工资超级低。校园还挺漂亮的,绿植还环境做得特别棒,看拍的照片儿还有网上的一些图就能看出来。宿舍四人间,一年1200吧,个人觉得生物环境还可以,反正宿舍怎么样,还有一大部分取决于你的室友了,这就听天由命吧。
钛合金(TA、TC、TB)阐述热处理工艺
钛的热处理方法
一.钛的基本热处理:
工业纯钛是单相α 型组织,虽然在890℃以上有α-β 的多型体转变,但由于
相变特点决定了它的强化效应比较弱,所以不能用调质等热处理提高工业纯钛的
机械强度.工业纯钛唯一的热处理就是退火.它的主要退火方法有三种:1 再结
晶退火 2 消应力退火 3 真空退火.前两种的目的都是消除应力和加工硬化效应,
以恢复塑性和成型能力.
工业纯钛在材料生产过程中加工硬度效应很大.图2-26 所示为经不同冷加
工后,TA2 屈服强度的升高,因此在钛材生产过程中,经冷、热加工后,为了恢
复塑性,得到稳定的细晶粒组织和均匀的机械性能,应进行再结晶退火.工业纯
钛的再结晶温度为550-650℃,因此再结晶退火温度应高于再结晶温度,但低于
α-β 相的转变温度.在650-700℃退火可获得最高的综合机械性能(因高于700℃
的退火将引起晶粒粗大,导致机械性能下降).退火材料的冷加工硬化一般经
10-20 分钟退火就能消除.这种热处理一般在钛材生产单位进行.为了减少高温
热处理的气体污染并进一步脱除钛材在热加工过程中所吸收的氢气,目前一般钛
材生产厂家都要求真空气氛下的退火处理.
为了消除钛材在加工过程(如焊接、爆炸复合、制造过程中的轻度冷变形)
中的残余应力,应进行消应力热处理.
消应力退火一般不需要在真空或氩气气氛中进行,只要保持炉内气氛为微氧
化性即可.
二.钛及钛合金的热处理:
为了便于进行机械工业加并得到具有一定性能的钛和钛合金,以满足各种
产品对材料性能的要求,需要对钛及钛合金进行热处理.
1.工业纯钛(TA1、TA2、TA3)的热处理
α-钛合金从高温冷却到室温时,金相组织几乎全是α 相,不能起强化作用,
因此,目前对α-钛只需要进行消应力退火、再结晶退火和真空退火处理.前
两种是在微氧化炉中进行,而后者则应在真空炉中进行.
(一)消应力退火
为了消除钛和钛合金在熔铸、冷加工、机械加工及焊接等工艺过程中所产生
的内应力,以便于以后加工,并避免在使用过程中由于内应力存在而引起开裂破
坏,对α-钛应进行消除应力退火处理.消除应力退火温度不能过高、过低,因为
过高引起晶粒粗化,产生不必要的相变而影响机械性能,过低又会使应力得不到
消除,所以,一般是选在再结晶温度以下.对于工业纯钛来说,消除应力退火的
加热温度为500-600℃.加热时间应根据工件的厚度及保温时间来确定.为了提
高经济效果并防止不必要的氧化,应选择能消除大部分内应力的最短时间.工业
纯钛消除应力退火的保温时间为15-60 分钟,冷却方式一般采用空冷.
(二)再结晶退火(完全退火)
α-钛大部分在退火状态下使用,退火可降低强度、提高塑性,得到较好的综
合性能.为了尽可能减少在热处理过程中气体对钛材表面污染,热处理温度尽可
能选得低些.工业纯钛的退火温度高于再结晶温度,但低于α 向β 相转变的温度
120-200℃,这时所得到的是细晶粒组织.加热时间视工件厚度而定,冷却方式
一般采用空冷.对于工业纯钛来说,再结晶退火的加热温度为680-700℃,保温
时间为30-120 分钟.规范的选取要根据实际情况来定,通常加热温度高时,保
温时间要短些.
需要指出的是,退火温度高于700℃时,而且保温时间长时,将引起晶粒粗
化,导致机械性能下降,同时,晶粒一旦粗化,用现有的任何热处理方法都难以
使之细化.为了避免晶粒粗化,可采取下列两种措施:
1)尽可能将退火温度选在700℃以下.
2) 退火温度如果在700℃以上时,保温时间尽可能短些,但在一般情况下,
每mm 厚度不得少于3 分钟,对于所有工件来讲,不能小于15 分钟.
(三)真空退火
钛中的氢虽无强化作用,但危害性很大,能引起氢脆.氢在α-钛中的溶解
度很小,主要呈TiH2 化合物状态存在,而TiH2 只在300℃以下才稳定.如将α-
钛在真空中进行加热,就能将氢降低至0.1%以下.当钛中含氢量过多时需要除
氢,为了除氢或防止氧化,必须进行真空退火.真空退火的加热温度与保温时间,
与再结晶退火基本相同.冷却方式为在炉中缓冷却到适当的温度,然后才能开炉,
真空度不能低于5×10-4mmHg.
二.TC4(Ti-6Al-4V)的热处理
在钛合金中,TC4 是应用比较广泛的一种钛合金,通常它是在退火状态下
使用.对TC4 可进行消除应力退火、再结晶退火和固溶时效处理,退火后的组织
是α 和β 两相共存,但β 相含量较少,约占有10%.TC4 再结晶温度为750℃.
再结晶退火温度一般选在再结晶温度以上80~100℃(但在实际应用中,可视具
体情况而定,如表5-26),再结晶退火后TC4 的组织是等轴α 相+β 相,综合性
能良好.但对TC4 的退火处理只是一种相稳定化处理,为了充分民掘其优良性
能的潜力,则应进行强化处理.TC4 合金的α+β/β 相转变温度为980~990℃,固
溶处理温度一般选在α+β/β 转变温度以下40~100℃(视具体情况而定,如表5-26
所示),因为在β 相区固溶处理所得到的粗大魏氏体组织虽具有持久强度高和断
裂韧性高的优点,但拉伸塑性和疲劳强度均很低,而在α+β 相区固溶处理则无此
缺点.
规 范
类 型
温 度(℃) 时间(min) 冷 却 方 式
消除应力退火 550~650 30~240 空 冷
再结晶退火 750~800 60~120 空冷或随炉冷却至590℃后空冷
真空退火 790~815
固溶处理 850~950 30~60 水 淬
时效处理 480~560 4~8h 空 冷
时效处理是将固溶处理后的TC4 加热到中等温度,保持一定时间,随后空冷.
时效处理的目的是消除固溶处理所产生的对综合性能不利的α’相.固溶处理所产
生的淬火马氏体α’,在时效过程中发生迅速分解(相变相当复杂),使强度升高,
对此有两种看法:
1.认为由于α’分解出α+β,分解产物的弥散强化作用使TC4 强度升高.
2.认为在时效过程中,β 相分解形成ω 相,造成TC4 强化.
随着时效的进行,强度降低,对此现象也有两种不同的观点:
1.β 相的聚集使强度降低(与上述1 对应).
2.ω 相的分解为一软化过程(与上述2 对应).
时效温度和时间的选择要以获得最好的综合性能为准.在推荐的固溶及时效
范围内,最好通过时效硬化曲线来确定最佳工艺(如图5-28 所示.此曲线为TC4
经850℃固溶处理后,在不同温度下的时效硬化曲线).低温时效(480-560℃)
要比大于700℃的高温时效好.因为在高温时的拉伸强度、持久和蠕变强度、断
裂韧性以及缺口拉伸性能等各方面,低温时效都比高温时效的好.
经固溶处理的TC4 综合性能比750-800℃ 退火处理后的综合性能要好.
需要指出的是,TC4 合金的加工态原始组织对热处理后的显微组织和力学性
能有较大的影响.对于高于相变温度,经过不同变形而形成的网兰状组织来说,
是不能被热处理所改变,在750~800℃退火后,基本保持原来的组织状态;对于
在相变温度以下进行加工而得到的α 及β 相组织,在750-800℃退火后,则能得
到等轴初生α相及转变的β相.前者的拉伸延性和断面收缩率都较后者低;但耐
高温性能和断裂韧性、抗热盐应力腐蚀都较高.
四.Ti-32Mo-2.5Nb 的热处理
Ti-32Mo-2.5Nb 是稳定β 型单相固溶合金,只需进行消除应力退火处理,
退火温度为750~800℃,保温一小时,冷却方式采用空冷、炉冷均可.
五.热处理中的几个问题
(一)污染问题
钛有极高的化学活性,几乎能与所有的元素作用.在室温下能与空气中的氧
起反应,生成一层极薄的氧化膜,氧化速率很小.但在高的温度下,除了氧化速
率加快并向金属晶格内扩散外,钛还与空气中的氢、氮、碳等起激烈的反应,也
能与气体化合物CO、CO2、H2O、NH4 及许多挥发性有机物反应.热处理金属元
素与工件表面的钛发生反应,使钛表面的化学成分发生变化,其中一些间隙元素
还能透过金属点阵,形成间隙固溶体.况且除氢以外,其他元素与钛的反应是不
可逆的.即使是氢,也不允许在最终热处理后,进行高温去除.间隙元素不仅影
响钛和钛合金的力学性能,而且还影响α+β/β 转变温度和一些相变过程,因此,
对于间隙元素,尤其是气体杂质元素对钛和钛合金的污染问题,在热处理中必须
引起重视.
(二)加热炉的选择
为在加热过程中防止污染,必须对不同要求的工件采取不同的措施.若在最
后经磨削或其他机械加工能将工件表面的污染层去除时,可在任何类型的加热炉
中进行加热,炉内气氛呈中性或微氧化性.为防止吸氢,炉内应绝对避免呈还原
性气氛.当工件的最后加工工序为热处理时,一定要采用真空炉(真空度要求在
1×10-4mmHg)或氩气气氛(氩气纯度在99.99%以上并且干燥)的加热炉中进行
加热.热处理完毕后,必要时用30%的硝酸加3%的氢氟酸其余为水,在50℃温
度下对工件进行酸洗,或轻微磨削,以除去表面污染层.
(四)加热方法
在热处理进行以前,首先要对加热炉炉膛进行清理,炉内不应有其他金属或
氧化皮;对于工件,则要求表面没有油污、水和氧化皮.
用真空炉对钛工件进行加热是防止污染的一种有效方法,但由于目前条件所
限,许多工厂还是采用一般加热炉.在一般加热炉中加热,根据需求的不同采用
不同的措施防止污染,比如:
1.根据工件的大小,可装在封闭的低碳钢容器中,抽真空后进行加热.若无真
空泵可通入惰性气体(氩气或氦气)进行保护,保护气体要多次反复通入、
排出,把空气完全排净.
2.使用涂层也是热处理中保护钛免遭污染的措施之一,在国外已取得一定的经
验.国内一些工厂也在采用高温漆和玻璃涂料作涂层.有人认为,目前对钛
所用的各种保护涂层,只能减少污染的深度,并不能完全免除污染.对每种
热处理,必须考虑允许的污染深度,选择合适有效的涂层,其中也包括热处
理后的剥离.
3.若用火焰加热,在加热过程中切忌火焰直接喷射在钛工件上,煤气火焰是钛
吸氢的主要根源之一.而用燃油加热,如若不慎将会引起钛工件过分氧化或
增碳.
(五) 冷却
钛和钛合金热处理的冷却方式主要是空冷或炉冷,也有采用油冷或风扇冷却
的.淬火介质可用低粘度油或含3%NaOH 的水溶液,但通常使用最广泛的淬火
介质是水.
只要能满足钛和钛合金对冷却速度的要求.一般钢的热处理所采用的冷却装
置对钛都适用.
钛合金(TA、TC、TB)阐述热处理工艺
钛的热处理方法
一.钛的基本热处理:
工业纯钛是单相α 型组织,虽然在890℃以上有α-β 的多型体转变,但由于
相变特点决定了它的强化效应比较弱,所以不能用调质等热处理提高工业纯钛的
机械强度。工业纯钛唯一的热处理就是退火。它的主要退火方法有三种:1 再结
晶退火 2 消应力退火 3 真空退火。前两种的目的都是消除应力和加工硬化效应,
以恢复塑性和成型能力。
工业纯钛在材料生产过程中加工硬度效应很大。图2-26 所示为经不同冷加
工后,TA2 屈服强度的升高,因此在钛材生产过程中,经冷、热加工后,为了恢
复塑性,得到稳定的细晶粒组织和均匀的机械性能,应进行再结晶退火。工业纯
钛的再结晶温度为550-650℃,因此再结晶退火温度应高于再结晶温度,但低于
α-β 相的转变温度。在650-700℃退火可获得最高的综合机械性能(因高于700℃
的退火将引起晶粒粗大,导致机械性能下降)。退火材料的冷加工硬化一般经
10-20 分钟退火就能消除。这种热处理一般在钛材生产单位进行。为了减少高温
热处理的气体污染并进一步脱除钛材在热加工过程中所吸收的氢气,目前一般钛
材生产厂家都要求真空气氛下的退火处理。
为了消除钛材在加工过程(如焊接、爆炸复合、制造过程中的轻度冷变形)
中的残余应力,应进行消应力热处理。
消应力退火一般不需要在真空或氩气气氛中进行,只要保持炉内气氛为微氧
化性即可。
二.钛及钛合金的热处理:
为了便于进行机械工业加并得到具有一定性能的钛和钛合金,以满足各种
产品对材料性能的要求,需要对钛及钛合金进行热处理。
1.工业纯钛(TA1、TA2、TA3)的热处理
α-钛合金从高温冷却到室温时,金相组织几乎全是α 相,不能起强化作用,
因此,目前对α-钛只需要进行消应力退火、再结晶退火和真空退火处理。前
两种是在微氧化炉中进行,而后者则应在真空炉中进行。
(一)消应力退火
为了消除钛和钛合金在熔铸、冷加工、机械加工及焊接等工艺过程中所产生
的内应力,以便于以后加工,并避免在使用过程中由于内应力存在而引起开裂破
坏,对α-钛应进行消除应力退火处理。消除应力退火温度不能过高、过低,因为
过高引起晶粒粗化,产生不必要的相变而影响机械性能,过低又会使应力得不到
消除,所以,一般是选在再结晶温度以下。对于工业纯钛来说,消除应力退火的
加热温度为500-600℃。加热时间应根据工件的厚度及保温时间来确定。为了提
高经济效果并防止不必要的氧化,应选择能消除大部分内应力的最短时间。工业
纯钛消除应力退火的保温时间为15-60 分钟,冷却方式一般采用空冷。
(二)再结晶退火(完全退火)
α-钛大部分在退火状态下使用,退火可降低强度、提高塑性,得到较好的综
合性能。为了尽可能减少在热处理过程中气体对钛材表面污染,热处理温度尽可
能选得低些。工业纯钛的退火温度高于再结晶温度,但低于α 向β 相转变的温度
120-200℃,这时所得到的是细晶粒组织。加热时间视工件厚度而定,冷却方式
一般采用空冷。对于工业纯钛来说,再结晶退火的加热温度为680-700℃,保温
时间为30-120 分钟。规范的选取要根据实际情况来定,通常加热温度高时,保
温时间要短些。
需要指出的是,退火温度高于700℃时,而且保温时间长时,将引起晶粒粗
化,导致机械性能下降,同时,晶粒一旦粗化,用现有的任何热处理方法都难以
使之细化。为了避免晶粒粗化,可采取下列两种措施:
1)尽可能将退火温度选在700℃以下。
2) 退火温度如果在700℃以上时,保温时间尽可能短些,但在一般情况下,
每mm 厚度不得少于3 分钟,对于所有工件来讲,不能小于15 分钟。
(三)真空退火
钛中的氢虽无强化作用,但危害性很大,能引起氢脆。氢在α-钛中的溶解
度很小,主要呈TiH2 化合物状态存在,而TiH2 只在300℃以下才稳定。如将α-
钛在真空中进行加热,就能将氢降低至0.1%以下。当钛中含氢量过多时需要除
氢,为了除氢或防止氧化,必须进行真空退火。真空退火的加热温度与保温时间,
与再结晶退火基本相同。冷却方式为在炉中缓冷却到适当的温度,然后才能开炉,
真空度不能低于5×10-4mmHg。
二.TC4(Ti-6Al-4V)的热处理
在钛合金中,TC4 是应用比较广泛的一种钛合金,通常它是在退火状态下
使用。对TC4 可进行消除应力退火、再结晶退火和固溶时效处理,退火后的组织
是α 和β 两相共存,但β 相含量较少,约占有10%。TC4 再结晶温度为750℃。
再结晶退火温度一般选在再结晶温度以上80~100℃(但在实际应用中,可视具
体情况而定,如表5-26),再结晶退火后TC4 的组织是等轴α 相+β 相,综合性
能良好。但对TC4 的退火处理只是一种相稳定化处理,为了充分民掘其优良性
能的潜力,则应进行强化处理。TC4 合金的α+β/β 相转变温度为980~990℃,固
溶处理温度一般选在α+β/β 转变温度以下40~100℃(视具体情况而定,如表5-26
所示),因为在β 相区固溶处理所得到的粗大魏氏体组织虽具有持久强度高和断
裂韧性高的优点,但拉伸塑性和疲劳强度均很低,而在α+β 相区固溶处理则无此
缺点。
规 范
类 型
温 度(℃) 时间(min) 冷 却 方 式
消除应力退火 550~650 30~240 空 冷
再结晶退火 750~800 60~120 空冷或随炉冷却至590℃后空冷
真空退火 790~815
固溶处理 850~950 30~60 水 淬
时效处理 480~560 4~8h 空 冷
时效处理是将固溶处理后的TC4 加热到中等温度,保持一定时间,随后空冷。
时效处理的目的是消除固溶处理所产生的对综合性能不利的α’相。固溶处理所产
生的淬火马氏体α’,在时效过程中发生迅速分解(相变相当复杂),使强度升高,
对此有两种看法:
1。认为由于α’分解出α+β,分解产物的弥散强化作用使TC4 强度升高。
2.认为在时效过程中,β 相分解形成ω 相,造成TC4 强化。
随着时效的进行,强度降低,对此现象也有两种不同的观点:
1.β 相的聚集使强度降低(与上述1 对应)。
2.ω 相的分解为一软化过程(与上述2 对应)。
时效温度和时间的选择要以获得最好的综合性能为准。在推荐的固溶及时效
范围内,最好通过时效硬化曲线来确定最佳工艺(如图5-28 所示。此曲线为TC4
经850℃固溶处理后,在不同温度下的时效硬化曲线)。低温时效(480-560℃)
要比大于700℃的高温时效好。因为在高温时的拉伸强度、持久和蠕变强度、断
裂韧性以及缺口拉伸性能等各方面,低温时效都比高温时效的好。
经固溶处理的TC4 综合性能比750-800℃ 退火处理后的综合性能要好。
需要指出的是,TC4 合金的加工态原始组织对热处理后的显微组织和力学性
能有较大的影响。对于高于相变温度,经过不同变形而形成的网兰状组织来说,
是不能被热处理所改变,在750~800℃退火后,基本保持原来的组织状态;对于
在相变温度以下进行加工而得到的α 及β 相组织,在750-800℃退火后,则能得
到等轴初生α相及转变的β相。前者的拉伸延性和断面收缩率都较后者低;但耐
高温性能和断裂韧性、抗热盐应力腐蚀都较高。
四.Ti-32Mo-2.5Nb 的热处理
Ti-32Mo-2.5Nb 是稳定β 型单相固溶合金,只需进行消除应力退火处理,
退火温度为750~800℃,保温一小时,冷却方式采用空冷、炉冷均可。
五.热处理中的几个问题
(一)污染问题
钛有极高的化学活性,几乎能与所有的元素作用。在室温下能与空气中的氧
起反应,生成一层极薄的氧化膜,氧化速率很小。但在高的温度下,除了氧化速
率加快并向金属晶格内扩散外,钛还与空气中的氢、氮、碳等起激烈的反应,也
能与气体化合物CO、CO2、H2O、NH4 及许多挥发性有机物反应。热处理金属元
素与工件表面的钛发生反应,使钛表面的化学成分发生变化,其中一些间隙元素
还能透过金属点阵,形成间隙固溶体。况且除氢以外,其他元素与钛的反应是不
可逆的。即使是氢,也不允许在最终热处理后,进行高温去除。间隙元素不仅影
响钛和钛合金的力学性能,而且还影响α+β/β 转变温度和一些相变过程,因此,
对于间隙元素,尤其是气体杂质元素对钛和钛合金的污染问题,在热处理中必须
引起重视。
(二)加热炉的选择
为在加热过程中防止污染,必须对不同要求的工件采取不同的措施。若在最
后经磨削或其他机械加工能将工件表面的污染层去除时,可在任何类型的加热炉
中进行加热,炉内气氛呈中性或微氧化性。为防止吸氢,炉内应绝对避免呈还原
性气氛。当工件的最后加工工序为热处理时,一定要采用真空炉(真空度要求在
1×10-4mmHg)或氩气气氛(氩气纯度在99.99%以上并且干燥)的加热炉中进行
加热。热处理完毕后,必要时用30%的硝酸加3%的氢氟酸其余为水,在50℃温
度下对工件进行酸洗,或轻微磨削,以除去表面污染层。
(四)加热方法
在热处理进行以前,首先要对加热炉炉膛进行清理,炉内不应有其他金属或
氧化皮;对于工件,则要求表面没有油污、水和氧化皮。
用真空炉对钛工件进行加热是防止污染的一种有效方法,但由于目前条件所
限,许多工厂还是采用一般加热炉。在一般加热炉中加热,根据需求的不同采用
不同的措施防止污染,比如:
1.根据工件的大小,可装在封闭的低碳钢容器中,抽真空后进行加热。若无真
空泵可通入惰性气体(氩气或氦气)进行保护,保护气体要多次反复通入、
排出,把空气完全排净。
2.使用涂层也是热处理中保护钛免遭污染的措施之一,在国外已取得一定的经
验。国内一些工厂也在采用高温漆和玻璃涂料作涂层。有人认为,目前对钛
所用的各种保护涂层,只能减少污染的深度,并不能完全免除污染。对每种
热处理,必须考虑允许的污染深度,选择合适有效的涂层,其中也包括热处
理后的剥离。
3.若用火焰加热,在加热过程中切忌火焰直接喷射在钛工件上,煤气火焰是钛
吸氢的主要根源之一。而用燃油加热,如若不慎将会引起钛工件过分氧化或
增碳。
(五) 冷却
钛和钛合金热处理的冷却方式主要是空冷或炉冷,也有采用油冷或风扇冷却
的。淬火介质可用低粘度油或含3%NaOH 的水溶液,但通常使用最广泛的淬火
介质是水。
只要能满足钛和钛合金对冷却速度的要求。一般钢的热处理所采用的冷却装
置对钛都适用。
铸造钛合金的机械加工方法
亲!你好,钛合金机械加工的方法很多,主要包括:车削、铣削、镗孔、钻削、磨削、攻丝、锯削、电火花加工等。 钛合金的车削和镗削 车削钛合金的主要问题是:切削温度高;工具磨损严重;切割反弹大。在合适的加工条件下。而且车削和镗孔都不是特别难的工序。[握手]【摘要】
铸造钛合金的机械加工方法【提问】
亲!你好,钛合金机械加工的方法很多,主要包括:车削、铣削、镗孔、钻削、磨削、攻丝、锯削、电火花加工等。 钛合金的车削和镗削 车削钛合金的主要问题是:切削温度高;工具磨损严重;切割反弹大。在合适的加工条件下。而且车削和镗孔都不是特别难的工序。[握手]【回答】
相关信息:对于连续切削、批量生产或大量金属去除的切削,通常使用硬质合金刀具。成形切削、车削或切削时,调整钢制刀具是合适的,也使用金属陶瓷刀具。像其他加工操作一样,恒定的强制进给总是用来避免切割中断。切割过程中不要停止或减速。一般不要切,要充分凉透;冷却剂可以是5%硝酸钠水溶液或1/20可溶性油乳剂水溶液。锻造前要用硬质合金刀具车削原棒料表面的富氧层,其切削深度要大于富氧层的厚度,切削速度为20 ~ 30m/min,进给速度为0.1 ~ 0.2mm/r,镗孔是精加工,特别是薄壁钛合金产品。钻孔时应防止烧伤和零件夹紧变形。[握手]【回答】
钛合金可以蚀刻吗?可以铸造吗?可以锻造吗?可以冲压制作吗?
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。20世纪50~60年代,主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金,70年代开发出一批耐蚀钛合金,80年代以来,耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件
钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体:882℃以下为密排六方结构α钛,882℃以上为体心立方的β钛。 合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类: ①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素,它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。 ②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素,又可分同晶型和共析型二种。 应用了钛合金的产品
前者有钼、铌、钒等;后者有铬、锰、铜、铁、硅等。 ③对相变温度影响不大的元素为中性元素,有锆、锡等。 氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15~0.2%和0.04~0.05%以下。氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物,使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015%以下。氢在钛中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。
编辑本段分类
钛合金制品
钛是同素异构体,熔点为1720℃,在低于882℃时呈密排六方晶格结构,称为α钛;在882℃以上呈体心立方晶格结构,称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素,使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金(titanium alloys)。室温下,钛合金有三种基体组织,钛合金也就分为以下三类:α合金,(α+β)合金和β合金。中国分别以TA、TC、TB表示。
编辑本段α钛合金
它是α相固溶体组成的单相合金,不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下,均是α相,组织稳定,耐磨性高于纯钛,抗氧化能力强。在500℃~600℃的温度下,仍保持其强度和抗蠕变性能,但不能进行热处理强化,室温强度不高。
编辑本段β钛合金
它是β相固溶体组成的单相合金,未热处理即具有较高的强度,淬火、时效后合金得到进 钛合金制匕首
一步强化,室温强度可达1372~1666 MPa;但热稳定性较差,不宜在高温下使用。
编辑本段α+β钛合金
它是双相合金,具有良好的综合性能,组织稳定性好,有良好的韧性、塑性和高温变形性能,能较好地进行热压力加工,能进行淬火、时效使合金强 钛合金制武器
化。热处理后的强度约比退火状态提高50%~100%;高温强度高,可在400℃~500℃的温度下长期工作,其热稳定性次于α钛合金。 三种钛合金中最常用的是α钛合金和α+β钛合金;α钛合金的切削加工性最好,α+β钛合金次之,β钛合金最差。α钛合金代号为TA,β钛合金代号为TB,α+β钛合金代号为TC。 钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金(钛-钼,钛-钯合金等)、低温合金以及特殊功能合金(钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金)等。典型合金的成分和性能见表。 热处理 钛合金通过调整热处理工艺可以获得不同的相组成和组织。一般认为细小等轴组织具有较好的塑性、热稳定性和疲劳强度;针状组织具有较高的持久强度、蠕变强度和断裂韧性;等轴和针状混合组织具有较好的综合性能。
编辑本段性能
钛是一种新型金属,钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关,最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1%,但其强度低、塑性高。99.5%工业纯钛的性能为:密度ρ=4.5g/cm3,熔点为172 矽钛合金耐磨地坪
5℃,导热系数λ=15.24W/(m.K),抗拉强度σb=539MPa,伸长率δ=25%,断面收缩率ψ=25%,弹性模量E=1.078×105MPa,硬度HB195。
强度高
钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右,仅为钢的60%,纯钛的强度才接近普通钢的强度,一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,见表7-1,可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。
热强度高
使用温度比铝合金高几百度,在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450~500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃~500℃范围内仍有很高的比强度,而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃,铝合金则在200℃以下。
抗蚀性好
钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作,其抗蚀性远优于不锈钢;对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强;对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。
低温性能好
钛合金在低温和超低温下,仍能保持其力学性能。低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。因此,钛合金也是一种重要的低温结构材料。
化学活性大
钛的化学活性大,与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。含碳量大于0.2%时,会在钛合金中形成硬质TiC;温度较高时,与N作用也会形成TiN 钛合金制品
硬质表层;在600℃以上时,钛吸收氧形成硬度很高的硬化层;氢含量上升,也会形成脆化层。吸收气体而产生的硬脆表层深度可达0.1~0.15 mm,硬化程度为20%~30%。钛的化学亲和性也大,易与摩擦表面产生粘附现象。
导热系数小、弹性模量小
钛的导热系数λ=15.24W/(m.K)约为镍的1/4,铁的1/5,铝的1/14,而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50%。钛合金的弹性模量约为钢的1/2,故其刚性差、易变形,不宜制作细长杆和薄壁件,切削时加工表面的回弹量很大,约为不锈钢的2~3倍,造成刀具后刀面的剧烈摩擦、粘附、粘结磨损。
用途
钛合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好。另外,钛合金的工艺性能差,切削加工困难,在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差,生产工艺复杂。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展的需要,使钛工业以平均每年约 8%的增长速度发展。目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。 钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期,钛及其合金已在一般工业中应用,用于制作电解工业的电极,发电站的冷凝器,石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。 中国于1956年开始钛和钛合金研究;60年代中期开始钛材的工业化生产并研制成TB2合金。 钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料,比重、强度和使用温度介于铝和钢之间,但比强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。钛合金在军用飞机中的用量迅速增加,达到飞机结构重量的20%~25%。70年代起,民用机开始大量使用钛合金,如波音747客机用钛量达3640公斤以上。马赫数小于 2.5的飞机用钛主要是为了代替钢,以减轻结构重量。又如,美国SR-71 高空高速侦察机(飞行马赫数为3,飞行高度26212米),钛占飞机结构重量的93%,号称“全钛”飞机。当航空发动机的推重比从4~6提高到8~10,压气机出口温度相应地从200~300°C增加到500~600°C时,原来用铝制造的低压压气机盘和叶片就必须改用钛合金,或用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片,以减轻结构重量。70年代,钛合金在航空发动机中的用量一般占结构总重量的20%~30%,主要用于制造压气机部件,如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。航天器主要利用钛合金的高比强度,耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机 也都使用钛合金板材焊接件。
编辑本段热处理
常用的热处理方法有退火、固溶和时效处理。退火是为了消除内应力、提高塑性和组织稳定性,以获得较好的综合性能。通常α合金和(α+β)合金退火温度选在(α+β)─→β相转变点以下120~200℃;固溶和时效处理是从高温区快冷,以得到马氏体α′相和亚稳定的β相,然后在中温区保温使这些亚稳定相分解,得到α相或化合物等细小弥散的第二相质点,达到使合金强化的目的。通常(α+β)合金的淬火在(α+β)─→β相转变点以下40~100℃进行,亚稳定β合金淬火在(α+β)─→β相转变点以上40~80℃进行。时效处理温度一般为450~550℃。 总结,钛合金的热处理工艺可以归纳为: (1)消除应力退火:目的是为消除或减少加工过程中产生的残余应力。防止在一些腐蚀环境中的化学侵蚀和减少变形。 (2)完全退火:目的是为了获得好的韧性,改善加工性能,有利于再加工以及提高尺寸和组织的稳定性。 (3)固溶处理和时效:目的是为了提高其强度,α钛合金和稳定的β钛合金不能进行强化热处理,在生产中只进行退火。α+β钛合金和含有少量α相的亚稳β钛合金可以通过固溶处理和时效使合金进一步强化。 此外,为了满足工件的特殊要求,工业上还采用双重退火、等温退火、β热处理、形变热处理等金属热处理工艺。
编辑本段切削
切削特点
钛合金的硬度大于HB350时切削加工特别困难,小于HB300时则容易出现粘刀现象,也难于切削。但钛合金的硬度只是难于切削加工的一个方面,关键在于钛合金本身化学、物理、力学性能间的综合对其切削加工性的影响。钛合金有如下切削特点: (1)变形系数小:这是钛合金切削加工的显著特点,变形系数小于或接近于1。切屑在前刀面上滑动摩擦的路程大大增大,加速刀具磨损。 (2)切削温度高:由于钛合金的导热系数很小(只相当于45号钢的1/5~1/7),切屑与前刀面的接触长度极短,切削时产生的热不易传出,集中在切削区和切削刃附近的较小范围内,切削温度很高。在相同的切削条件下,切削温度可比切削45号钢时高出一倍以上。 (3)单位面积上的切削力大:主切削力比切钢时约小20%,由于切屑与前刀面的接触长度极短,单位接触面积上的切削力大大增加,容易造成崩刃。同时,由于钛合金的弹性模量小,加工时在径向力作用下容易产生弯曲变形,引起振动,加大刀具磨损并影响零件的精度。因此,要求工艺系统应具有较好的刚性。 (4)冷硬现象严重:由于钛的化学活性大,在高的切削温度下,很容易吸收空气中的氧和氮形成硬而脆的外皮;同时切削过程中的塑性变形也会造成表面硬化。冷硬现象不仅会降低零件的疲劳强度,而且能加剧刀具磨损,是切削钛合金时的一个很重要特点。 (5)刀具易磨损:毛坯经过冲压、锻造、热轧等方法加工后,形成硬而脆的不均匀外皮,极易造成崩刃现象,使得切除硬皮成为钛合金加工中最困难的工序。另外,由于钛合金对刀具材料的化学亲和性强,在切削温度高和单位面积上切削力大的条件下,刀具很容易产生粘结磨损。车削钛合金时,有时前刀面的磨损甚至比后刀面更为严重;进给量f0.2 mm/r时,前刀面将出现磨损;用硬质合金刀具精车和半精车时,后刀面的磨损以VBmax<0.4 mm较合适。
刀具材料
切削加工钛合金应从降低切削温度和减少粘结两方面出发,选用红硬性好、抗弯强度高、导热性能好、与钛合金亲和性差的刀具材料,YG类硬质合金比较合适。由于高速钢的耐热性差,因此应尽量采用硬质合金制作的刀具。常用的硬质合金刀具材料有YG8、YG3、YG6X、YG6A、813、643、YS2T和YD15等。 涂层刀片和YT类硬质合金会与钛合金产生剧烈的亲和作用,加剧刀具的粘结磨损,不宜用来切削钛合金;对于复杂、多刃刀具,可选用高钒高速钢(如W12Cr4V4Mo)、高钴高速钢(如W2Mo9Cr4VCo8)或铝高速钢(如W6Mo5Cr4V2Al、M10Mo4Cr4V3Al)等刀具材料,适于制作切削钛合金的钻头、铰刀、立铣刀、拉刀、丝锥等刀具。 采用金刚石和立方氮化硼作刀具切削钛合金,可取得显著效果。如用天然金刚石刀具在乳化液冷却的条件下,切削速度可达200 m/min;若不用切削液,在同等磨损量时,允许的切削速度仅为100m/min。